大家好,我是桂花树饮茶人。

平时开新能源车的朋友,多半都绕不开几个烦心事。跑长途之前,得提前看好沿路充电桩,遇上节假日服务区排队充电,一等就是半个钟头甚至更久;就算充满电,实际跑起来还要受气温影响,冬天续航直接往下掉一大截;还有电池本身,占了车里不小一块地方,整车成本降不下来,最终买车的这笔开销,还是落到消费者头上。这么多年,很多车企都在想办法解决这些痛点,固态电池就是行业里面呼声最高的一条出路,而最近丰田对外公布的固态电池研发进展,一下子又把大家的目光拉到了这项技术上。

先把最核心的信息说清楚,避免大家看一眼标题就产生不切实际的期待。这次丰田放出的数据,是实验室阶段研发出来的固态电池样品能够实现的指标:充电十分钟,续航里程达到1200公里,同时电池包的体积、制造成本相比现在主流的锂电池,都有望降到原来的一半。很多人第一反应会觉得,是不是再过一两年,我们就能买到装上这款电池的家用车?其实不是,实验室拿到理想数据,和大批量装车卖到普通消费者手上,中间隔着很长一段路,这也是今天想好好跟大家捋明白的地方。

我们先简单区分一下现在车上在用的液态锂电池,和这次提到的固态电池到底差别在哪。现在绝大多数新能源车里面的电池,里面都有液态电解液,简单理解就是一种导电液体,帮助电池内部传递电荷。这种液体有几个天生短板,如果充电速度拉得太快,电池内部容易发热,温度控制不到位,就会带来安全隐患;低温环境下,液体活性下降,续航缩水;同时为了保护这部分电解液,电池包还要配上厚重的防护结构,占用车内空间,增加整车重量。

固态电池最核心的改动,就是把这套液态电解液换成固态电解质,可以是陶瓷材质,也可以是聚合物之类的固体材料。没有流动的液体,理论上起火、漏液的风险会低很多,安全上限更高。固体结构本身可以承受更高的能量密度,同样大小的一块电池,能够存进去更多电量,车子续航自然就能往上提。而且它允许更快速度充电,不用像现在很多电动车那样,充到80%之后就大幅降速保护电池,这也是为什么样品可以做到十分钟完成快充,拿到一千二百公里续航这个数字。

丰田这次提到另外两个关键点,体积减半、成本减半,对于普通买车的人来说,其实比单纯的长续航更有现实意义。现在不少车型为了拉高续航,直接往车底堆更大容量的电池包,车子底盘变重,留给后排、后备箱的空间被压缩,车价也跟着往上走。如果固态电池在同等续航前提下,体积缩小一半,车企就有更多选择。要么维持电池大小不变,直接把续航做上去;要么用更小的电池,省下的空间留给乘客,同时整车重量降下来,能耗也会更低。成本减半就更好理解,电池是一台电动车里面最贵的部件,电池成本往下走,新车指导价才有下调空间,以后想买新能源车,门槛会更低。

不过这里一定要划重点,现在这套成果,还停留在研发验证阶段,不是马上就能量产落地的成熟产品。固态电池这条路,全球不少车企、电池企业都在埋头研发,大家遇到的难题其实都差不多。第一个难题就是固态电解质和电极材料之间的接触面。固体和固体贴在一起,很难做到完全紧密贴合,接触面电阻变大,电池充放电效率就会受影响,长期反复充放电之后,材料还容易开裂,电池寿命快速衰减。液态电解液可以充分浸润电极,这个问题在现有电池上并不突出,但放到固态体系里,是很难啃下来的硬骨头。

第二个难题是生产制造。固态电池对于生产环境、原材料纯度的要求,比现在的液态锂电池高出一大截。量产线上要保证每一块电池内部,固体材料贴合均匀,良品率很难拉高。如果良品率上不去,就算实验室里面材料本身不贵,大规模生产之后,分摊下来的成本还是压不住。丰田说成本有望减半,是技术成熟、产能跑顺之后的目标,不是当下就能实现的水平。除此之外,还有低温性能、循环寿命这些指标,都还需要大量测试。实验室里面的测试环境稳定,温度、负载都是预设好的,而我们日常用车,夏天暴晒、冬天低温,时不时急加速、快充,各种复杂工况,电池能不能稳定用上十几年,还需要长时间验证。

很多人会好奇,如果固态电池真的顺利量产落地,对我们普通人用车生活会带来哪些实实在在的变化,而不只是纸面数据好看。

第一,长途出行的体验会被改写。现在开电车跑长途,规划路线的时候,要预留充电等待时间。如果一台车可以十分钟充到满足上千公里续航,大部分长途路段,只需要在休息区停下来喝口水、上个厕所的功夫,电量就能补够,充电等待不再是长途出行最大的麻烦。当然,这不代表以后出门完全不用规划,高速充电桩的布局、电网承载能力,同样要跟上技术的脚步,如果大量车辆同时开启大功率快充,对沿线供电也是不小考验。

第二,车辆设计会拥有更多可能性。电池体积缩小之后,设计师不用再被巨大的电池包限制。小型代步电车,不用为了续航被迫做得很大;MPV、家用SUV,可以释放更多车内空间,乘坐舒适性提升。整车减重之后,电耗下降,就算是同样的电量,实际跑出来的里程也会更扎实。

第三,新能源车的价格梯队会重新调整。当电池成本持续下探,入门级电动车,有可能做到价格更低、续航够用;高端车型,则可以轻松做到超长续航,不用再为了续航付出很高的溢价。同时,更高的安全底线,也能打消一部分潜在买家对于电池起火的顾虑,愿意选择电车的消费者会变多。

但我们也不能觉得固态电池一出来,现在的锂电池就会立刻被淘汰。任何一项新技术的替换,都是循序渐进的过程。液态锂电池经过这么多年迭代,产业链已经非常成熟,产能巨大,工艺稳定,回收体系也在慢慢完善。就算固态电池在几年之后实现小规模量产,一开始大概率也只会先用在高端车型上面,价格偏高,等到整条产业链慢慢成熟,才会逐步下放到普通家用车。在很长一段时间里面,液态锂电池还会是市场主力,并且本身也还在持续优化,磷酸铁锂、新型三元材料都还在不断提升性能、压低价格。

再说说丰田本身在固态电池上面的布局。丰田算是全球最早一批投入固态电池研发的车企,这么多年时不时就会放出相关消息,之前也多次对外公布过时间规划。这次更新的研发进展,说明他们确实在关键技术节点拿到了突破,把充电速度、续航、体积成本这几个指标同时往前推进了一大步。不过行业里面其他玩家也没有停下脚步,国内的电池厂商、车企,还有海外其他企业,都在各自路线上面发力,有的主攻硫化物固态电解质,有的聚焦氧化物路线,不同技术路线各有优劣,最后到底哪一条路线最先实现稳定大规模量产,现在还没有定论。技术竞争越充分,最后受益的,还是咱们普通消费者。

还有一个大家很关心的点,就是电池回收。不管是现在的锂电池,还是未来的固态电池,大规模普及之后,退役电池怎么处理都是绕不开的话题。固态电池用到不少新型材料,对应的回收工艺、回收设备,现在还没有形成成熟体系。如果以后固态电池大批量装车,配套回收产业链,也必须同步跟上,一方面减少资源浪费,另一方面也避免废旧电池带来环境压力。一个完整成熟的汽车电池产业,不能只看新车上面的性能,全生命周期的管理同样重要。

不少朋友会担心,新技术出来之后,现在买电车会不会很快就过时。其实完全不用有这种焦虑。汽车本身就是耐用消费品,一台车正常开五到十年是常态。就算固态电池在未来几年开始装车,现有电车在日常通勤、短途出行场景,依然足够好用。而且现在车企也在持续升级电池管理系统,优化充电策略,提升现有电池的耐用度。技术迭代是一个持续的过程,不会出现一夜之间旧车全部淘汰的情况。

站在整个新能源行业的角度来看,固态电池代表的,是整个行业寻找更安全、更高能效储能方案的方向,它不只是服务于私家车,以后在商用车、储能电站上面,同样有很大发挥空间。储能电站如果用上高性能固态电池,安全性提升,占地面积变小,对于风电、光伏这类清洁能源的储存利用,也能起到推动作用,算得上是牵一发而动全身的技术。

当然,再好的技术,最终都要落地到普通人的真实用车场景。纸面数据再亮眼,只有量产之后,经过大量车主长期实测,价格落到大家可以接受的区间,稳定维修保养渠道跟上,这项技术才算真正成功。现在我们可以抱着期待,但不必急于下定论,不用幻想短时间之内就能随处见到搭载这款电池的车子。技术研发充满变数,有可能后续测试遇到新难题,量产时间往后推迟;也有可能研发推进比预想顺利,提前和大家见面,这些都需要时间给出答案。

新能源车这几年的发展,大家有目共睹。从早期续航短、充电慢,到现在续航越来越扎实,充电桩遍布城市和高速,每一步进步,都离不开电池技术的持续打磨。这次丰田的固态电池突破,就是这条发展路上很重要的一站,它让我们看到,电车身上那些让人头疼的短板,是有机会慢慢被解决的。未来出行,会朝着更省心、更安全、更经济的方向走。

聊到这里,也想听听大家的想法。如果这款固态电池顺利量产,你会不会愿意优先选择搭载固态电池的新能源车?对于你来说,买车的时候,快充速度、续航里程、购车价格,哪一项才是你最看重的?欢迎在评论区留下你的看法,也可以点个关注,后续有固态电池以及新能源汽车的最新消息,我会持续跟大家分享。

免责声明:本文相关数据来自企业公开研发披露,成果尚处研发阶段,不代表量产成品指标,不构成购车投资建议,技术落地存在不确定性。